Régulation de l'expression génique chez les bactéries Flashcards
Chez les procaryotes, la transcription des gènes est surtout dictée par:
les besoins métaboliques
L’expression des gènes requis pour une fonction métbolique particulière sont expremiés: (+exemple)
de façon synchronisée
en absence de glucose; l’expression des gènes impliqués dans la dégradation des sucres complexes (ex. lactose) est stimulée
lorsque le glusoce est abondant: les gèns impliqués dans la dégradation des sucres complexes (ex. lactose) est inhibée (inhibition catabolique)
Est ce que la bactérie peut utiliser le lactose directement?
Non, elle doit être dégradé en unité de glucose
Quel est l’enzyme impliqué dans la dégradation du lactose?
Béta-galactosidase
Qu’est ce q’un opéron?
Groupes de gènes situés à proximité l’un de l’autre et dont l’expression est régulée par le même promoteur
La béta-galactosidase appartient à:
un opéron de 3 gènes
Quels sont les trois gènes inclus dans l’opéron de la béta-galactosidase?
Gène structuraux
Gène Z, gène Y et gène A
Quel est la fonction du gène Z?
Enzyme de béta-galactoside qui digère le lien glycosidique. La forme active est un tétramère d’environ 500kDa
Quel est la fonction du gène Y?
Lactose perméase qui est responsable du transport actif du lactose dans la cellule. Protéine membranaire d’environ 30kDa
Quel est la fonction du gène A?
Galactoside O-acétyltransférase; transfert le groupement acétyle à partir des acétyl-CoA aux béta-galactoside. Dimère d’environ 60kDa. Impliquée dans le métabolisme des béta-galactoside réfractaires à la béta-gal
Quand l’opéron lactose est-il induit?
Lorsque l’allolactose se lie au complexe répresseur et le répresseur se dissocie du site opérateur
Quels sont les deux rôles de l’allolactose dans le métabolsime du lactose?
- Inducteur
- Intermédiaire
Comment se fait la dérépression de l’opéron lactose?
La liaison de l’allolactose induit des changements conformationels qui modifient l’affinité du répresseur pour le site opératur
L’action de l’inducteur peut aussi mener à la dissciation du répresseur délà lié à l’ADN
Quel est l’utilité du système de régulation positive de l’expression de l’opéron lactose?
- Offre du contrôle additionnel à celui exercé par le répresseur
- Même lorsque le répresseur est inactivé, la transcription de l’opéron lactose n’est pas maximale
- L’activateur CAP explique ceci
Que signifie CAP (activateur)?
Catabolic activator protein
Quel est un autre nom pour l’activateur CAP?
CRP: cAMP receptor protein
Quels sont les deux domaines de CAP?
N-terminal: dimérisation de monomères de CAP et liaison de l’AMP cyclique
C-terminal: liaison à l’ADN
Comment CAP peut-il se lier à la séquence CAP?
Il doit être activé par l’AMP cyclique
Quelle est la séquence de l’opéron lac?
- Promoteur pour les gènes structuraux
- Opérateur
- Gène Z
- Gène Y
- Gène A
Quelles sont les éléments de la séquence régulatrice de l’opéron lac?
- Promoteur pour le gène régulateur
- Gène régulateur
- Promoteur pour les gènes structuraux
- Opérateur
LacI représente…
le gène du répresseur
LacP représente…
Promoteur des gènes structuraux
LacO représente?
L’opérateur
Quel est l’effet du glucose sur l’opéron lac?
- Quand lactose et glucose sont disponibles: cellule préfère utiliser le glucose
- Répression catabolique: le glucose est un métabolite du lactose et peut réprimer la dégradation du lactose
- Le glucose réprime le catabolisme du lactose en réduisant AMPc intracellulaire et par conséquent prévient la liaison de CAP à l’ADN
Décrit la régulation des enzymes impliqués dans la synthèse des acides aminés
- La bactérie peyt effectuer la synthèse des 20a.a
- Un groupe d’enzymes est nécessaire
- Lorsqu’un a.a est présent dans l’environement, la bactérie utilisera cette source et n’effectuera pas la synthèse de cet a.a
- Les gènes qui codent pour les enzymes impliqués dans la synthèse des a.a sont très régulés
Décrit la synthèse du tryprophane par la bactrie
Chorismate est transformé en trp par 3 enzymes codées et par 5 gènes organisés en structure opéron
Quelles sont les régions de contrôle de l’opéron Trp?
- Promoteur
- Opérateur
- Courte séquence codant pour le peptide “leder” de 14 a.a
- Séquence atténuateur générant un transcrit ruche en GC et formant une structure tige-boucle se terminant avec une série de residus U (simple brin)
Comment fonctionne la répression du gène Trp?
- Trp en concentration élevée: inhibition de l’opéron Trp par le répresseur
- Liaison du répresseur à l’opérateur est régulée par le Trp: trp augmente l’affinité du répresseur pour l’opérateur
- Trp agit en co-represseur (stimule la liaison du répresseur à l’opérateur)
Si Trp en concentration basse; le répresseur est inactif, l’opérateur est libre et le promoteur accessible à l,ARN pol.: transcription de l’opéron
Quels sont les deux mécanismes de régulation de l’expression de l’opéron TRP?
- Répression
- Atténuation
Comment se fait l’atténuation de l’opéron Trp?
- La région 1 de l’atténuateur régule la structure de l’ARNm transcrite à partir du leader: elle contient 2 codons consécutifs pour les Trp
- Si les niveaux de trp sont bas, le ribosome fera une pause sur la région 1 et favorisera la formation de l’hybride 2-3: pas un signal d’arrêt pour l’ARN pol
- Si les niveaux de trp sont élevés, le ribosome ne fera pas de pause dans la région 1 et favorisera la formation de l’hybride 3-4: signal d’arrêt pour l’ARN pol
- Si la région 3 s’hybride avec la région 4, la structure tige-boucle est suffisamment près de la série de résidus U simple brin; ceçi constitue un signal d’arrêt pour l’ARN pol.
Résume la régulation de l’expression de l’opéron Trp
- Initiation de la transcription de l’opéron Trp à partir du promoteur
- En absence de Trp, l’ARN pol pourra initier la transcription
- En présence de Trp, l’ARN polymérase ne pourra pas initier la transcription pcq le site opérateur est occupé par le répresseur
- Lorsque le répresseur n’est pas présent au site opérateur, l’ARN pol initie la transcription et transcit la région atténuateur. La traduction de l’ARN débute
- Lorsque les niveaux de Trp sont bas, les ribosmes feront une pause sur la région 1 de l’ARN empêchant la formation du signal d’arrêt (hybride 3-4) et permettant à l’ARN pol. de poursuivre la transcription des gènes structuraux
- En présence d’hautes concentrations de Trp, pas de pause sur la région 1 de l’ARN par le ribosome, formation de l’hybride 3-4 et arrêt de la transcription avant les gènes structuraux